(57)【要約】【課題】抵抗層が形成された電子放出素子においてパネル内部の温度を感知した後、冷却して調節することによって抵抗層の抵抗値を一定に維持することができる温度調節装置を具備した平面表示装置を提供する。【解決手段】電子放出基板と画像形成基板が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置において、前記電子放出基板上の表示領域にカソードラインと同時に形成された測定用ライン及び非表示領域の上下端にカソードパッドと同時に形成された測定用パッドからなる測定素子と、前記上端に形成された測定用パッドに連結されて電源を供給する電源部と、前記下端に形成された測定用パッドに連結されて前記電源部に供給された電源を検出する感知部と、前記感知部で感知された電源値を温度値に変換して温度を制御する温度調節手段と、前記温度調節手段によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子放出基板と画像形成基板が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置において、
前記電子放出基板上の表示領域にカソードラインと同時に形成された測定用ライン及び非表示領域の上下端にカソードパッドと同時に形成された測定用パッドからなる測定素子と、
前記上端に形成された測定用パッドに連結されて電源を供給する電源部と、
前記下端に形成された測定用パッドに連結されて前記電源部に供給された電源を検出する感知部と、
前記感知部で感知された電源値を温度値に変換して温度を制御する温度調節手段と、
前記温度調節手段によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部と、を含むことを特徴とする温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項２】
前記温度調節手段は、
前記感知部で感知された電源値を温度値に変換する温度変換部と、
前記温度変換部から入力された温度値と基準温度値を比較する比較部と、
前記比較部で比較された温度値を基準温度値に制御する温度制御部とで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項３】
前記感知部は、
前記電源部から供給された電源の電流または電圧が前記感知部で感知された電流または電圧である前記測定用ラインの両端を検出することを特徴とする請求項１に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項４】
前記測定用ラインは、
前記カソードラインと同じく表示領域に形成されることを特徴とする請求項１に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項５】
前記測定用パッドは、
前記カソードパッドと同じく非表示領域に形成され、
前記カソードパッドとカソードパッドの間に形成されることを特徴とする請求項１に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項６】
前記冷却部は、
熱電半導体素子または冷却ファンを利用することを特徴とする請求項１に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項７】
前記測定素子の代わりに前記カソードライン及び前記カソードパッドに前記電源部及び前記感知部を連結することを特徴とする請求項１に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項８】
前記測定用ライン及び前記カソードラインに印加される電源は、
前記カソードラインに印加される走査信号の休止期間に供給されることを特徴とする請求項１または７に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項９】
電子放出基板と画像形成基板が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置において、
前記電子放出基板上の各角部の表示領域に形成された測定用ライン及び非表示領域の前記測定用ラインの両端に連結された測定用パッドで形成された測定素子と、
前記測定用パッドの一側に連結されて電源を供給する電源部と、
前記測定用パッドの他側に連結されて前記電源部から供給された電源を検出する感知部と、
前記感知部で感知された電源値を温度値に変換して温度を制御する温度調節手段と、
前記温度調節手段によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部と、を含むことを特徴とする温度調節装置を具備した平面表示装置。
【請求項１０】
前記測定用ライン及び前記測定用パッドで形成された測定素子の代わりに、
前記スペーサにサーミスタまたは熱電対を附着して温度を測定することを特徴とする請求項１または９に記載の温度調節装置を具備した平面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は温度調節装置を具備した平面表示装置に関し、特に、抵抗層が形成された電子放出素子においてパネル内部の温度を感知した後、冷却して調節することによって抵抗層の抵抗値を一定に維持することができる温度調節装置を具備した平面表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、平板ディスプレイ(FPD、Flat Panel Display)は、二つの基板の間に側壁を建てて密閉された容器を製造し、この容器の内部に適切な素材を配置して所望の画面を表示する装置であり、最近、マルチメディアの発達とともにその大切さが増大されている。これに応じて液晶ディスプレイ（LCD）、プラズマ表示パネル（PDP）、電子放出表示装置(electron emission display)のようなさまざまな平面形ディスプレイが開発されて実用化されている。
【０００３】
特に、電子放出表示装置は陰極線管CRTと同様に電子線による蛍光体の発光を利用することによって、陰極線管CRTのすぐれた特性を維持しながらも画像が捻れることがなく、低消費電力の平面形ディスプレイを具現する可能性が高く、視野角、高速応答、高輝度、高精細、薄型などの観点からも満足できる次世代ディスプレイとして注目されている。
【０００４】
一般に、電子放出表示素子(Electron Emission Device)は、電子源で熱陰極を利用する方式と冷陰極を利用する方式がある。冷陰極を利用する方式の電子放出表示素子ではＦＥＡ(Field Emitter Array)型、ＳＣＥ(Surface Conduction Emitter)型、ＭＩＭ(Metal-Insulator-Metal)型及びＭＩＳ（Metal-Insulator-Semiconductor)型、ＢＳＥ(Ballisticelectron Surface Emitting)型などが知られている。
【０００５】
電子放出表示装置は、カソード、アノード及びゲート電極を持つ３極管の構造でなる。具体的には、基板上に一般的にスキャン電極として使われるカソード電極が形成され、カソード電極上にホールを持つ絶縁層と、一般的にデータ電極として使われるゲート電極が積層される。そして、ホール内部に電子放出源であるエミッタ(emitter)が形成されてカソード電極に接触する。
【０００６】
このように構成された電子放出表示装置は、エミッタに高電界を集中させて量子力学的なトンネル効果によって電子を放出させ、エミッタから放出された電子がカソード電極及びアノード電極の間に印加された電圧によって加速されてアノード電極に形成されたＲＧＢ蛍光層に衝突することにより、蛍光体を発光させて映像を表現する。
【０００７】
図１は、一般的な抵抗層が形成された電子放出表示装置の画素間均一度を概略的に図示した図面である。ここに図示されたように、抵抗層が形成された電子放出表示装置は、カソード電極と電子放出源の間に抵抗層を形成するようになる。前記抵抗層は、負荷(load)として作用して輸送される電子に比例する電圧降下(V=IR)を誘発して電子放出源間の電子放出散布を減少させて画素間均一度を高めるようになる。
【０００８】
一方、図２は従来における抵抗層の有無による電子放出表示装置の電圧−電流の関係を概略的に図示したグラフである。ここに図示されたように、抵抗層が形成された場合、抵抗層が形成されていない場合に比べて、電子放出素子にかかる駆動電圧が必然的に上昇することになって、これは、充／放電電流をより多く輸送して電子放出素子全体の温度上昇要因として作用するようになる。
そして、温度が上昇するようになれば、抵抗値が減少し、抵抗値が減少すれば動作電圧は減る代わりに電子放出源間の電子放出散布が増加するようになる。
【０００９】
したがって、電子放出素子の抵抗層の抵抗値を均一に調節することができず、駆動過程において抵抗値を安定的に管理することができなくて画素間均一度特性に影響を及ぼすという問題点が発生される。
【００１０】
一方、前記従来の温度調節装置を具備した平面表示装置に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１等がある。
【特許文献１】特開平８−３２１２５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明は、抵抗層が形成された電子放出表示装置において、パネル内部の温度を感知した後、冷却して調節することによって抵抗層の抵抗値を一定に維持することができる温度調節装置を具備した平面表示装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を果たすために本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置は、電子放出基板と画像形成基板が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置において、前記電子放出基板上の表示領域にカソードラインと同時に形成された測定用ライン及び非表示領域の上下端にカソードパッドと同時に形成された測定用パッドからなる測定素子と、前記上端に形成された測定用パッドに連結されて電源を供給する電源部と、前記下端に形成された測定用パッドに連結されて前記電源部から供給された電源を検出する感知部と、前記感知部で感知された電源値を温度値に変換する温度変換部と、前記温度変換部から入力された温度値と基準温度値を比較する比較部と、前記比較部で比較された温度値を基準温度値に制御する温度制御部と、前記温度制御部によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部を含むことにその特徴がある。
【００１３】
また、前記目的を果たすために本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置は、電子放出基板と画像形成基板が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置において、前記電子放出基板上の各角部の表示領域に形成された測定用ライン及び非表示領域の前記測定用ラインの両端に連結された測定用パッドで形成された測定素子と、前記測定用パッドの一側に連結されて電源を供給する電源部と、前記測定用パッドの他側に連結されて前記電源部から供給された電源を検出する感知部と、前記感知部で感知された電源値を温度値に変換する温度変換部と、前記温度変換部から入力された温度値と基準温度値を比較する比較部と、前記比較部で比較された温度値を基準温度値に制御する温度制御部と、前記温度制御部によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部を含むことにその特徴がある。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、抵抗層が形成された電子放出素子において、パネル内部の温度を感知した後、冷却して調節することによって抵抗層の抵抗値を一定に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付された図面を参照して本発明の温度調節装置を具備した平面表示装置について説明する。
図３は、本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置の第１実施例の構造を概略的に図示した図面である。これに図示されたように、電子放出基板３０１と画像形成基板３０２が所定間隔で離隔され、その間にスペーサ(図示せず)を含んでなる平面表示装置３１０において、前記電子放出基板３０１上の表示領域にカソードライン３０３と同時に形成された測定用ライン３０６及び非表示領域の上下端にカソードパッド３０４と同時に形成される測定用パッド３０５、３０７からなる測定素子と、前記上端に形成された測定用パッド３０５に連結されて電源を供給する電源部３２０と、前記下端に形成された測定用パッド３０７に連結されて前記電源部３２０から供給された電源を検出する感知部３３０と、前記感知部３３０で感知された電源値を温度値に変換する温度変換部３４０と、前記温度変換部から入力された温度値と基準温度値を比較する温度比較部３５０と、前記温度比較部３５０で比較された温度値を基準温度値に制御する温度制御部３６０と、前記温度制御部３６０によって制御された温度値になるように前記平面表示装置３１０を放熱する冷却部３７０を含むことにその特徴がある。
【００１６】
まず、電子放出基板３０１と画像表示基板３０２が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含む平面表示装置３１０の電子放出基板３０１は、透明基板上の表示領域には所定の形状で、例えば、ストライプ状でカソードライン３０３を形成し、電子放出素子はカソードライン３０３とゲートラインが交差する領域に電子放出部(図示せず)を具備して形成される。
【００１７】
ここで、カソードライン３０３は、電子放出素子のカソード電極になって、例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)を利用して形成される。この時、前記カソードライン３０３と同時に測定素子の測定ライン３０６を形成するようになる。
また、前記カソード電極と前記電子放出部間に抵抗層(図示せず)をさらに形成するようになる。
【００１８】
一方、電子放出基板３０１の非表示領域には、前記カソードライン３０３に信号を供給するカソードパッド３０４が形成される。この時、前記カソードパッド３０４とカソードパッド３０４の間の所定領域に測定素子の測定パッド３０５、３０７を同時に形成するようになる。
【００１９】
そして、画像形成基板３０２は透明基板と、前記透明基板上部に形成されるアノード電極３０８、前記アノード電極３０８上部に形成される電子放出部から放出された電子によって発光する蛍光体(図示せず)と、前記蛍光体の間に形成される光遮蔽膜(図示せず)を含む。
【００２０】
前記平面表示装置３１０は、前記電子放出基板３０１と前記画像表示基板３０２を密封して真空状態で維持し、二つの基板を支持するフリット３０９を含む。
【００２１】
前記測定素子は、前記カソードライン３０３と同じく表示領域に形成された測定用ライン３０６と前記カソードパッド３０４と同じく非表示領域の上下端部に形成され、カソードパッド３０４とカソードパッド３０４の間に形成される測定用パッド３０５、３０７を含む。この時、前記測定用パッド３０５、３０７は、前記測定用ライン３０６の両端にそれぞれ連結されている。
【００２２】
前記電源部３２０では、前記測定用ライン３０６の一端である上端に連結された測定用パッド３０５に電源を印加するようになる。この時、前記測定用パッド３０５に電源は電流ソースまたは電圧ソースを印加することができる。
【００２３】
一方、図４ａ及び図４ｂは、本発明による測定素子に印加される電源を概略的に図示した図面である。
図４ａに図示されたように、前記測定素子の測定用ライン３０６の一端に連結された測定用パッド３０５には電圧を印加して、前記測定用ライン３０６の他端に連結された測定用パッド３０７で前記電圧ソースに対する両端間の電流差を測定する。
【００２４】
図４ｂに図示されたように、前記測定素子の測定用ライン３０６の一端に連結された測定用パッド３０５には電流を印加して、前記測定用ライン３０６の他端に連結された測定用パッド３０７で前記電流ソースに対する両端間の電圧差を測定する。
【００２５】
すなわち、前記電源部３２０の電圧ソースを基準に前記電子放出基板301を通過する測定素子の電流を検出することができ、電流ソースを基準に測定素子の電圧を検出することができる。
【００２６】
前記感知部３３０は、前記電源部３２０から供給された電源の電流または電圧が前記測定素子を通過した後、測定用ラインの両端間の電流または電圧を検出する。
【００２７】
一方、図５は本発明による測定素子の測定間隔を図示した図面である。これに図示されたように、前記測定素子の両端間の電流差または電圧差を測定することは、所定時間のみで可能である。すなわち、前記測定用ライン３０６が表示領域に形成されているため、前記カソードライン３０３によって走査信号(Scan-V)が印加される時間との重複を避けて測定されなければならない。
【００２８】
ここで、前記カソードライン３０３を通じて印加される走査信号は同期信号(V-sync)を基準に印加するため、前記走査信号の休止期間(sensing  time)に測定するようになる。
【００２９】
前記温度変換部３４０は、前記感知部３３０で検出された電流または電圧を温度に変換する。ここで、前記検出された電流または電圧はあらかじめ設定しておいた電圧または電流と温度との関係を保存したテーブルを通じて得ることができる。よって、所定の電流または電圧が検出されれば、それに対応する温度に変換する。
【００３０】
前記温度比較部３５０では、前記温度変換部３４０で変換された温度が前記電子放出基板３０１の基準値に当たるか否かを比較する。すなわち、前記電子放出基板３０１の温度が基準値より上昇されたかを比較して判断する。
【００３１】
前記温度制御部３６０では、前記温度比較部３５０で前記電子放出基板の温度が上昇したと判断されれば、前記電子放出基板の抵抗層の抵抗が増加して電流が減少することを防止するために温度を基準値に下げるように駆動信号を出力する。
【００３２】
前記冷却部３７０は、前記温度制御部３６０で基準値に制御する温度ほど冷却するように遂行して前記電子放出基板の温度を下げる。
【００３３】
より詳細には、前記冷却部３７０は、冷却ファンなどを前記電子放出基板の後面に装着して冷却させることができ、ペルチェ(Peltier)効果を利用した熱電半導体素子を基板後面に蒸着して冷却させることができる。
【００３４】
図６は、本発明の冷却部の熱電半導体素子を概略的に図示した図面である。これに図示されたように、一例として、Ｐ型半導体で形成され、Ｎ型半導体で形成することができる。この時、前記Ｎ型半導体から前記Ｐ型半導体に電流を印加すれば、一側に形成された冷却ピンは冷却し、他の一側に形成された放熱ピンでは発熱するようになる。
【００３５】
より詳細には、互いに異なる物質の二つの金属で形成して半導体を接続して閉回路を作って電流を印加すれば、ジュール熱以外の熱がその接点で発生または吸収するようになる。このような現象をペルチェ効果(Peltier  effect)と言う。
【００３６】
ペルチェ効果とは、二つの異なる物質間の接合を経て電流が流れる時に起きる熱の放出と吸収を意味する。電流がいずれか一方向に流れる時、熱が発生されれば、電流がその反対方向に流れる熱を吸収するので、ペルチェ効果は可逆的である。すなわち、電流の方向を反対にすれば、熱の発生、吸収は反対になる。
【００３７】
例えば、鉄と銅の両端を接続し、これに電流を流せば、一方の接点では外部に熱を放出し、他の一方の接点では外部から熱を吸収して周囲の温度を降下させる。ペルチェ効果によって吸収及び放出される熱量は下記の式で表現される。
｜Ｑｐ｜＝αａｂ＊Ｔｊ＊Ｉ＝π＊Ｉ    ・・・（式１）
【００３８】
πすなわちαａｂ・Ｔｊは、ペルチェ係数、Ｉは電流、αａｂは周囲温度によるａ、ｂ二つの金属の相対熱伝能、｜Ｑｐ｜は単位時間に発生する熱量の絶対値である。
【００３９】
一方、前記ペルチェ熱電半導体の電流の方向を反対に印加すれば、前記冷却ピンが発熱パッドの役割をして前記放熱ピンが冷却パッドの役割をすることになる。
【００４０】
前述した第１実施例では、前記電子放出基板の温度を測定してその測定された温度を基準値に維持するように冷却して前記電子放出基板の抵抗値を維持して画素均一度を一定にすることができる。
【００４１】
また、図７は本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置の第２実施例を図示した図面である。これに図示されたように、温度調節装置を具備した平面表示装置は、電子放出基板７０１と画像形成基板７０２が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置７１０において、前記電子放出基板７０１上の測定素子として利用される表示領域にカソードライン７０３及び非表示領域の上下端部に形成されたカソードパッド７０４、７０５と、前記上端に形成されたカソードパッド７０４に連結されて電源を供給する電源部７２０と、前記下端に形成されたカソードパッド７０５に連結されて前記電源部７２０から供給された電源を検出する感知部７３０と、前記感知部７３０で感知された電源値を温度値に変換する温度変換部７４０と、前記温度変換部７４０から入力された温度値と基準温度値を比較する温度比較部７５０と、前記温度比較部７５０で比較された温度値を基準温度値に制御する温度制御部７６０と、前記温度制御部７６０によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部７７０を含むことにその特徴がある。
【００４２】
ここで、第２実施例に対する詳しい説明は前記第１実施例を参考して略する。前記第2実施例では別途の測定素子の追加なしにカソードパッド７０４、７０５とカソードライン７０３を利用することができ、領域別カソードラインのすべての素子の領域別温度を別途にモニタリングすることができる。すなわち、カソードラインの領域別微細な温度調節が可能になる。
【００４３】
また、図８は本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置の第3実施例を図示した図面である。これに図示されたように、本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置は、電子放出基板８０１と画像形成基板８０２が所定間隔で離隔され、その間にスペーサを含んでなる平面表示装置８１０において、前記電子放出基板８０１上の各角部の表示領域に形成された測定用ライン８０９及び非表示領域に前記測定用ライン８０９の両端に連結される測定用パッド８０５、８０６に形成された測定素子と、前記測定用パッド８０５の一側に連結されて電源を供給する電源部８２０と、前記測定用パッド８０６の他側に連結されて前記電源部８２０から供給された電源を検出する感知部８３０と、前記感知部８３０で感知された電源値を温度値に変換する温度変換部８４０と、前記温度変換部８４０から入力された温度値と基準温度値を比較する温度比較部８５０と、前記温度比較部８５０で比較された温度値を基準温度値に制御する温度制御部８６０と、前記温度制御部８６０によって制御された温度値になるように前記電子放出基板を放熱する冷却部８７０を含むことにその特徴がある。
【００４４】
ここで、第３実施例の詳しい説明は前記第１、第２実施例を参照して略する。前記第3実施例では、電子放出基板の表示領域外郭である非表示領域に表示領域と同じく動作する無効化領域を設定して測定素子を形成する。
すなわち、このような構造は別途の表示領域の設計を変更せず、測定素子を形成するに容易である。
【００４５】
一方、前記各実施例で測定素子を形成して温度を測定したが、平面表示装置の温度を測定するための手段としてサーミスタまたは熱電対(サーモカップル)を構成することができる。すなわち、前記電子放出基板と前記画像形成基板の間に形成されたスペーサに微細な大きさの前記サーミスタまたは熱電対（サーモカップル）を付着して温度を測定することができる。
【００４６】
以上、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということを理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】一般的な抵抗層が形成された電子放出表示装置の画素間均一度を概略的に図示した図面である。
【図２】従来による抵抗層の有無による電子放出表示装置の電圧-電流の関係を概略的に図示したグラフである。
【図３】本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置の第1実施例の構造を概略的に図示した図面である。
【図４ａ】本発明による測定素子に印加される電源を概略的に図示した図面である。
【図４ｂ】本発明による測定素子に印加される電源を概略的に図示した図面である。
【図５】本発明による測定素子の測定間隔を図示した図面である。
【図６】本発明の冷却部の熱電半導体素子を概略的に図示した図面である。
【図７】本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置の第2実施例を図示した図面である。
【図８】本発明による温度調節装置を具備した平面表示装置の第3実施例を図示した図面である。
【符号の説明】
【００４８】
３０１、７０１、８０１  電子放出基板
３２０、７０２、８０２  画像形成基板
３０３、７０３、８０３  カソードライン
３０４、７０４、７０５、８０４  カソードパッド
３０５、３０７、８０５、８０６  測定用パッド
３０６、８０９  測定用ライン
３２０、７２０、８２０  電源部
３３０、７３０、８３０  感知部
３４０、７４０、８４０  温度変換部
３５０、７５０、８５０  温度比較部
３６０、７６０、８６０  温度制御部
３７０、７７０、８７０  冷却部
【図１】
2007114724.tif 000003
【図２】
2007114724.tif 000004
【図３】
2007114724.tif 000005
【図４ａ】
2007114724.tif 000006
【図４ｂ】
2007114724.tif 000007
【図５】
2007114724.tif 000008
【図６】
2007114724.tif 000009
【図７】
2007114724.tif 000010
【図８】
2007114724.tif 000011